Sign In Sign-Up

Welcome!

Close

Would you like to make this site your homepage? It's fast and easy...

Yes, Please make this my home page!

No Thanks

  Don't show this to me again.

Close

BÖLÜM  1

VERİ  İLETİMİ

  1.1. Giriş

Bilginin bir yerden başka bir yere taşınmasına (iletilmesine), bilgi (veri) iletimi denir. Buradaki temel amaç veriyi, kayıpsız bir şekilde karşı tarafa ulaştırmaktır.

1.2. Veri İletişimin Tarihçesi

 

Veri iletişiminin ilk örnekleri olarak MÖ yıllarda kabileler arasında kullanılan duman sinyalleri ve davul sesleri verilebilir. Tabi bu sinyaller belirli  kurallara göre kodlanmış değillerdi. Veri iletişimin atası olarak telgraf’ı gösterilebilir. 1837 yılında telgrafın icadı ve Morse Alfabesi’nin F.B.MORSE tarafından geliştirilmesi bugünkü anlamda veri iletişimi başlamış oldu. Telgrafta, bugünkü iletişim sisteminde kullanılan ikili sistemdeki 0 ve 1’lerin yerine nokta ve çizgiler kullanılmaktaydı. Bu nokta ve çizgiler, elektromekanik indüksiyon yoluyla bir tel üzerinden iletilmekteydi. Telgrafta; harf, rakam ve noktalama işaretleri değişik nokta-çizgi kombinasyonları ile oluşturulmaktaydı. Aslında ilk telgraf, İngiltere’de Sir Charles WHEATSTONE ve Sir William COOKE tarafından icat edilmiştir. Ancak bunların telgrafı, tek bir hat için altı tel gerektiriyordu. 1840’ta F.B.MORSE, telgraf için Amerika’da ruhsat almış ve ilk telgraf hattı Baltimore ile Washington (D.C.) arasında kurulmuştur. 1849 yılında ilk düşük hızda telgraf yazıcısı icat edilmiş, yüksek hızdaki (15 bps) telgraf yazıcıları ise 1860’larda kullanıma girmiştir. 1850 yılında bir insandan başka birisine kodlanmış bilgileri taşımak amacıyla Rochester’da (New York) Western Telgraph Company kurulmuştur.

 

1874 yılında Emile BAUDOT, telgraf çoğullayıcısını (multiplexer) icat etti. Bu çoğullayıcı 6 telgraf makinesinin sinyallerini tek bir tel üzerinden aynı anda iletilmesini sağlıyordu.

 

1876 yılında Graham BELL, telefonu icat etti. 1899’da MARCONI radyo telgraf mesajları göndermeyi başardı. 1920 yılında da ilk ticari radyo istasyonları kurulana kadar; telgraf, uzak mesafelere bilgi göndermenin tek yoluydu.

 

1940 yılında Bell Laboratuvarları, elektromanyetik röleler kullanarak ilk özel amaçlı bilgisayarı geliştirdi. İlk genel amaçlı bilgisayar, Harward University ve IBM (International Business Machines) tarafından ortaklaşa geliştirilen otomatik sıra kontrollü bir hesap makinesiydi. 1951’de Remington Rand Corporation (Şimdiki adı: Sperry Rand) tarafından üretilen UNIVAC bilgisayarı, geniş çapta üretilen ilk elektronik bilgisayardı. Günümüze kadar bilgisayarların sayısı ve modelleri giderek arttı, bu da gidererek daha çok insan arasında sayısal veri iletişimini gerekli kıldı.

1968 yılına kadar AT&T’in işletme yönergesi, AT&T hatlarına yalnızca AT&T’nin sağladığı donanımların bağlanmasına izin veriyordu. 1968’de ABD Anayasa Mahkemesi’nin Carterfone Kararı ile Bell dışındaki şirketlerin de AT&T iletişim ağına bağlanmasına izin verildi.

 

1.3.Veri İletişimi Şekilleri

 

Şekil-1.2’te basitleştirilmiş bir veri iletişimi devresi blok şeması görülmektedir. Blok diyagram; bir veri kaynağı (verici), veri iletim ortamı ve veri alıcısından (alıcı) oluşmaktadır. İletim ortamı tel, koaksiyel kablo, fiberoptik kablo, mikrodalga veya uydu olabilir. Yani iletim ortamında sinyaller sayısal (dijital) veya analog olarak iletilebilir. Bilgisayar, dijital işaretlerle çalıştığından veri kaynağı ve alıcısı sayısal donanımlar içerir. Dolayısıyla eğer iletim analog olarak yapılıyorsa veri, kaynağından iletim ortamına bırakılmadan önce sayısaldan analoğa dönüştürülmelidir. Aynı şekilde alıcı tarafta da iletim hattından gelen analog sinyal, sayısala çevrilmelidir. İki veya daha fazla yerin birbiriyle bağlanması, ağ olarak tanımlanır.

Veri iletişim devreleri (veya ağlar) kabaca iki gruba ayrılırlar:

 

q       İki-noktalı : Yalnızca iki yer veya istasyon mevcuttur.

q       Çok-noktalı: Üç veya daha çok yer veya istasyon mevcuttur.

1.4. Ağ Topolojileri

Ağ içerisindeki kullanıcıların birbirleriyle olan bağlantıları, ağ topolojisini veya ağ mimarisini tanımlar. En yaygın kullanılan topoloji şekilleri şunlardır:

q       Noktadan noktaya topoloji

q       Yıldız topoloji

q       Halka topoloji

q       Yol topolojisi

q       Örgülü topoloji

 

 1.5. Veri İletim Modları

 

Verilerin iletim yönlerine göre de (veri iletim modları) ağlar temel olarak dört alt gruba ayrılırlar:

 

q       Simpleks (Tek yönlü): Veri iletimi tek yönlüdür. Yani hat üzerinden bilgi yalnızca bir yöne gönderilebilir. Dolayısıyla simpleks hatlara yalnızca gönderme hatları , yalnızca alış hatları veya tek yönlü hatlar da denilmektedir. Şekil-1.5’teki simpleks iletimde veri ancak A’dan B’ye gönderilebilir.

 

q       Yarı dubleks(HDX): Veri ileti her iki yönde de yapılmakta, ancak iletim zamanı farklıdır. Yani her iki yönde iletim aynı anda gerçekleştirilememektedir. Bu tip hatlara iki yollu sıralı değişimli hatlar da denilmektedir. Şekil-1.6’daki blok şeması t₁ zaman dilimde A istasyonu B’ye bilgi göndermekte, t₂ (t₁¹t₂) anında ise B istasyonu A’ya bilgi göndermektedir.

 

 

 

q       Tam dubleks (Çift yönlü – FDX): Aynı zaman diliminde her iki yönde de iletim gerçekleşmektedir. Yanı aynı anda her iki taraf veri alıp gönderebilir. Bu tür hatlara da iki yollu aynı anda hatlar veya yalnızca dubleks hatlar  denilmektedir. Şekil-1.7’de görüldüğü gibi aynı anda A-B arasında her iki yönde de iletim gerçekleştirilebilir. Genellikle bunlar dört telli hatlarla gerçekleştirilmektedir. Ancak veri gönderme ve alma için farklı frekanslar kullanarak iki telli hatlarla da olmaktadır.

q       Tam/tam dubleks (F/FDX): Buradaki iletim de aynı anda gerçekleşmektedir. Ancak bu tür sistemlerde iki istasyon yoktur. Yani birinci istasyon; veriyi, ikinci bir istasyona iletip üçüncü istasyondan veri alabilir. Bu tür düzenleme ancak çok-noktalı sistemlerde mevcuttur.

 

İki telli hatlarda; yarı dubleks ve tam dubleks iletim gerçekleştirilebilir. Ancak tam dubleks iletimde, gelen ve giden sinyaller farklı bant genişliklerinde olmalıdırlar. Aksi taktirde sinyaller, birbirine karışırlar. Dört telli iletimde ise sinyaller birbirinden fiziksel olarak ayrıldıklarından aynı bant genişliklerinde kullanılmalarına rağmen karışmazlar. İki telliden iki kat daha fazla tel gerektirmesine, dolayısıyla maliyetinin iki kat pahalı olmasına rağmen, daha çok yalıtım sağlayan dört telli sistem iki telli sisteme tercih edilir.

1.6. Veri İletiminde Kullanılan Terimler

Bir sistemin bant genişliği , kaynak bilgiyi sistemde iletmek için gerekli minimum geçiş aralık değeridir. Yani bant genişliği, kaynak verideki tüm frekansları geçirmelidir. Belirli zaman aralığında ne kadar bilginin sistemde taşınabildiğinin ölçüsü ise kanal (bilgi) kapasitesi (veri iletim hızı) olarak adlandırılır.

 

Örnek: Gürültüsüz bir telefon kanalının bant genişliği 2.7 kHz dir (300 Hz – 3000 Hz). 4 sinyal düzeyi ve 8 sinyal düzeyi için kanal kapasitesini (maksimum iletim hızını) hesaplayınız.

 

4 sinyal düzeyi için: L = 4 = 2ⁿ ? n = 2    Dolayısıyla  C= 2.2.2700 = 10.8 kBit/s

 

8 sinyal düzeyi için: L = 8 = 2ⁿ ? n = 3    Dolayısıyla  C= 2.3.2700 = 16.2 kBit/s

 

Tablo-1.1 CCIR (Uluslar arası Radyo İletişimi Danışma Kurulu)’nun belirlediği bantlar

Bant numarası	Frekans aralığı	Bant adı
2	30 – 300 Hz	ELF (Son derece düşük frekans)
3	0.3 – 3 kHz	VF (ses frekansları)
4	3 – 30 kHz	VLF (Çok alçak frekans)
5	30 – 300 kHz	LF (Alçak frekans)
6	0.3 – 3 MHz	MF (Orta frekans)
7	3 – 30 MHz	HF (Yüksek frekans)
8	30 – 300 MHz	VHF (Çok yüksek frekans)
9	0.3 – 3 GHz	UHF (Ultra yüksek frekans)
10	3 – 30 GHz	SHF (Süper yüksek frekans)
11	30 – 300 GHz	EHF (Son derece yüksek frekans)
12	0.3 – 3 THz	Kızılaltı ışık
13	3 – 30 THz	Tahsis edilmemiştir
14	30 – 300 THz	Görünür ışık spektrumu
15	0.3 – 3 PHz	Morötesi ışık
16	3 – 30 PHz	X-ışınları
17	30 – 300 PHz	Tahsis edilmemiştir
18	0.3 – 3 EHz	Gama ışınları
19	3 – 30 EHz	Kozmik ışınlar

 

1.7. Veri İletişim Kodları

 

Harf, rakam, noktalama ve özel işaretlerini belirtmek için kullanılan semboller grubuna kod denir. Temel olarak veri iletişim kodlarında üç tür karakter kullanılır:

q       Veri bağlantı denetimi karakterleri : Verinin, kaynaktan hedefe düzenli bir şekilde akışını sağlamada kullanılırlar.

q       Grafik denetim karakterleri : Alıcı tarafındaki terminalde verinin söz dizimini veya gösterimini sağlarlar.

q       Alfasayısal karakterler : Harfleri, sayıları ve noktalama işaretleri için kullanılan çeşitli sembolleri temsil etmek için kullanılırlar.

 

Geniş çapta kullanılan ilk veri iletişim kodu Mors Alfabesiydi. Mors Kodu, sayısal bilgisayarlarda kullanılmaya elverişli değildir. Halen karakter kodlamada en çok kullanılan kodlar şunlardır:

q       Baudot Kodu : Teleks kodu olarak da adlandırılan bu kodlama sistemi, ilk sabit uzunluklu karakter kodudur. Baudot kodu 1875’te Fransa’da posta sistemleri mühendisi olan Thomas MURRAY tarafından geliştirilmiş ve telgraf yazımının öncülerinden Emile BAUDOT’un ismi verilmiştir. Baudot kodu, en çok TWX/Teleks sistemi gibi düşük hızda teletype donanımında kullanılan 5 bitli bir karakter kodudur. Dolayısıyla bu kodla 2⁵ = 32 karakter temsil edilebilir. Bu da 26 İngiliz Alfabesi harflerini, 10 rakamı ve çeşitli noktalama ve denetim işaretleri için yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle Baudot kodunda kapasiteyi 58 karaktere çıkarmak için şekil kaydırma ve harf kaydırma karakterleri kullanılır. Baudot kodunun en son versiyonu, CCITT tarafından 2 Nolu Uluslararası Alfabe olarak tavsiye edilmektedir.

q       ASCII Kodu : 1963’te veri iletişim kodlarını standartlaştırmak amacıyla ABD, Bell System modeli 33 teletype kodunu ABD’nin bilgi değiş-tokuşu standart kodu (USASCII) olarak benimsedi. Bu kod daha çok ASCII-63 adı ile bilinmektedir. Benimsenmesinden bu yana ASCII kodu; 1965, 1967 ve 1977 versiyonları geliştirildi. 1977’deki versiyon CCITT tarafından 5 Nolu Uluslararası  Alfabe olarak tavsiye edildi. ASCII, 2⁷ = 128 kodu olan 7 bitli bir karakter grubudur.

q       EBCDIC Kodu : IBM tarafından geliştirlen ve IBM donanımı ile IBM uyumlu donanımlarda yaygın olarak kullanılan 8 bitli (2⁸ = 256 karakter) en güçlü karakter grubudur.

 

1.8. Hata Bulma Teknikleri

 

Veri iletim sistemlerinde en çok kullanılan hata bulma teknikleri şunlardır:

 

q       Artıklık : Her karakter (mesaj) iki kez iletilmektedir. Eğer ardışık olarak gelen iki karakter (mesaj) birbirinin aynısı değil ise bir hata oluşmuştur demektir.

q       Tam sayım kodlaması : Her karakterdeki toplam 1 sayısı aynıdır. Dolayısıyla alınan 1’lerin sayılması yoluyla bir hata oluşup oluşmadığı tespit edilir.

q       Eşlik(parity) biti : Kullanılan en basit hata bulma metodudur. Bu yöntemde bit’lerden birisi (eşlik bit’i), kendisi de dahil olmak üzere karakterdeki 1’lerin sayısının tek mi çift mi olduğunu belirtir. Dolayısıyla karşımıza iki tür eşlik biti çıkmaktadır:

ü      Tek eşlik : Eşlik biti de dahil olmak üzere karakterdeki 1’lerin sayısı tektir.

ü      Çift eşlik : Eşlik biti de dahil olmak üzere karakterdeki 1’lerin sayısı çifttir.

 

Örneğin “C” harfi için ASCII kodu ikili tabanda 1000011 dir. Buna eşlik (parity) biti ekleyelim. Karakter  P1000011 şeklinde temsil edilecektir. Eğer:

·          Tek eşlik kullanılıyorsa P=0 olacak ve karakter 01000011 şeklinde temsil edilecektir(toplam 3 tane 1 vardır - tek).

·          Çift eşlik kullanılıyorsa P=1 olacak ve karakter 11000011 şeklinde temsil edilecektir(toplam 4 tane 1 vardır - çift).

 

q       Düşey ve yatay artıklık denetleme : Eşlik kullanılan bir hata bulma tekniğidir.

ü      Düşey artıklık denetleme (VRC) : Mesajı oluşturan herbir karakterin tek tek eşlik biti oluşturulur. Bu nedenle VRC’ye karakter eşliği de denilmektedir. Tek veya çift eşlik kullanılabilir.

ü      Yatay artıklık denetleme (LRC) : Mesajı oluşturan karakterlerin her birinin sırayla bitleri alınarak eşlik biti oluşturulur. Bu nedenle bazen LRC’ye mesaj eşliği de denir. LRC’de sadece çift eşlik kullanılır.

!!! Sonuç olarak:

?     LRC : Bir mesajı oluşturan karakterlerin Özel(Mutlak) Veya’lanması

?     VRC : Tek bir karakterdeki bitlerin Özel(Mutlak) Veya’lanmasıdır.

 

Veriler gönderilmeden önce LRC bit sırası, vericide hesaplanır. Daha sonra sanki mesajın son karakteriymiş gibi iletilir. Alıcıda; alınan verilerin LRC’si tekrar hesaplanır ve mesajla iletilen LRC ile karşılaştırılır. Eğer aynı ise iletim sırasında hata oluşmamıştır.

 

Örneğin “GEYVE” mesajı için VRC (tek eşlik) ve LRC (çift eşlik)’yi oluşturalım. Her karakterin VRC biti düşey yönde, LRC biti ise yatay yönde hesaplanır.

 

 

Sonuç olarak LRC = 11001000 olarak bulunur.

 

Mesajı oluşturan karakterler grubuna genellikle veri bloğu denir. Bu nedenle LRC’nin bit sırasına blok denetim karakteri (BCC) veya blok denetim sırası (BCS) denilmektedir. LRC bit sırası için BCS daha uygun bir adlandırmadır.

 

LRC bütün iletim hatalarının %95 – 98 ‘ini tespit edebilmektedir. Eğer aynı bit konumunda çift sayıda karakter hatalıysa LRC hatayı bulamaz. VRC ve LRC aynı anda kullanıldıklarında hatanın algılanamayacağı tek durum şudur: Çift sayıda karakterde çift sayıda bit hatalı ve bu iki karakterde aynı bit konumları hatalı olduğu durumdur. Böyle bir durumun oluşma olasılığı çok düşüktür.

 

q       Çevrimsel artıklık denetleme(CRC) : En güvenilir hata bulma tekniğidir. Bütün iletim hatalarının yaklaşık %99.95’ini bulur. ABD’de en yaygın kullanılan CRC kodu, CRC-16’dır. Bu kodun uluslar arası eşdeğer standardı CCITT’nin V.41’idir. CRC-16’da BCS için 16 bit kullanılır. Temel olarak CRC karakteri, bir bölme işleminin kalanıdır. Veri mesaj polinomu G(x), bir üretme polinom fonksiyona P(x) bölünür. Bölüm dikkate alınmaz, kalan ise 16 bite indirilip BCS olarak mesaja eklenir. CRC üretiminde bölme, standart aritmetik bölme işlemiyle gerçekleştirilmez. Doğrudan çıkarma kullanmak yerine, kalan “Özel Veya” işleminden türetilir. Alıcıda veri akışı ve BCs aynı üretme fonksiyonuna - P(x) – bölünür. Eğer kalan sıfır ise bir iletim hatası oluşmamıştır.

 

1.9. Hata Düzeltme Teknikleri

 

Temel olarak üç hata düzeltme tekniği mevcuttur. Bunlar:

 

q       Sembol yerine koyma : Alıcı tarafta veriyi analiz edecek ve verinin doğruluğu hakkında karar verecek bir insanın söz konusu olduğu durumlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Eğer bir karakter yanlış alınmışsa onun yerine, kullanılmayan bir sembol koyulur. Eğer operatör; hatalı karakterin doğru karşılığını anlayamazsa tekrar iletimi gerekir. Yani sembol yerine koyma, seçici bir tekrar iletim biçimidir.

q       Tekrar iletme : Bir mesaj hatalı olarak alındığında, alma terminali otomatik olarak tüm mesajın tekrar iletimini gönderme terminalinden istemektedir. Tekrar iletime genellikle ARQ denir. ARQ, tekrar iletim için otomatik istek anlamına gelen eski bir radyo iletişim terimdir. ARQ muhtemelen en güvenilir hata düzeltme yöntemidir, ancak her zaman en verimli yöntem değildir. İletim ortamlarının yol açtığı hatalar tek bir karakterin değil, tüm mesaj birimin tekrar iletimini gerektirir. Eğer kısa mesajlar kullanılırsa, iletim sırasında bir arızanın oluşma olasılığı çok azdır. Ancak, kısa mesajlar uzun mesajlardan daha çok alındı bildirimleri ve hat çevrimi gerektirir. Hata düzeltmede ARQ kullanıldığında ideal mesaj boyutunun 256 – 512 karakter arası mesaj blokları olduğu istatistiksel olarak görülmüştür.

q       İleriye dönük hata düzeltme (FEC) : Hatalı veriyi tekrar iletmeksizin alıccı tarafta hataları bulan ve düzelten tek hata düzeltme yöntemidir. FEC’de; bitler, mesaja iletilmedn önce eklenir. Yaygın olarak kullanılan bir hata düzeltme kodu, R.W.HAMMING tarafından Bell Laboratuarları’nda  geliştirilen Hamming Kodu’dur. Hamming Kodu’ndaki bit sayısı, veri karakterindeki bit sayısına bağlıdır.

Örnek: 12 bitlik 101100010010 veri dizisini Hamming kodu ile gönderelim.

 

n = 4 için  2⁴ = 16    ve   12+4+1=17 dir. 16<17 olduğundan 4 Hamming biti yetersizdir.

 

n = 5 için  2⁵ = 32    ve   13+5+1=18 dir. 32>18 olduğundan 5 Hamming kodu yeterlidir.

 

Dloayısyla verideki toplam bit sayısı  12+5=17 olacaktır. 5 tane olan Hamming bitlerini verinin içine gelişigüzel yerleştirelim.

 

 

 

İşlemler sonucunda bulunan ikili sayının karşılığı 14’tür. Bu da 14. bit’te bir hata olduğunu gösterir. Bu hatayı düzeltmek için tümleyenin alınması yeterlidir.

 

Hamming Kodu, yalnızca tek bit hatalarını bulur. Birden çok bit hatası veya Hamming bitlerinde oluşan hataları bulmada kullanılamaz. Bütün FEC kodları, Hamming kodu gibi verilere belli sayıda bit eklenmesini gerektirir. Sonuçta mesaj uzamış olur. FEC kodlarının amacı, tekrar iletimler için geçen (harcanan) zamanı azaltmak veya ortadan kaldırmaktır. Ancak her mesaja da FEC bitlerinin eklenmesi de iletimde zaman kaybına yol açmaktadır.

 

1.10. Senkronizasyon

 

Senkronize etmek, zaman açısından çakıştırmak veya bir konuda zaman açısından anlaşmaya varmak demektir. Veri iletişiminde dört tür senkronizasyon mevcuttur:

 

q       Bit veya saat senkronizasyonu

q       Modem veya taşıyıcı senkronizasyonu

q       Karakter senkronizasyonu

q       Mesaj senkronizasyonu

 

1.11. Veri İletişim Protokolleri

 

Verinin düzenli bir biçimde alınıp verilmesini sağlayan kurallar bütününe veri iletişim protokolü denir. Veri hattı protokolleri temel olarak ikiye ayrılırlar:

 

q       Asenkron protokoller : Asenkron protokoller karaktere yöneliktir. Yani “iletim sonu (EOT)” veya “metin başlangıcı (STX)” karakterleri gibi benzersiz veri bağlantı denetim karakterleri, iletimin neresinde ortaya çıkarsa çıksınlar aynı eylemi gerçekleştirirler. En çok kullanılan asenkron veri iletim protokolleri:

¨       8A1/8B1 : Bell Systems’in seçmeli çağrı sistemi

¨       83B : IBM’in asenkron veri hattı protokolü

q     Senkron protokoller : Senkron protokoller karaktere veya bite yönelik olabilirler. En çok kullanılan senkron protokoller:

¨       BSC : En çok kullanılan karaktere yönelik protokol olan IBM’in 3270 ikili senkron iletişimi

¨       SDLC : En yaygın kullanılan bite yönelik protokol olan (BPO) IBM’in senkron veri bağlantı iletişimi

 

1.12. Ağlar

 

1.12.1. Büyüklüklerine göre ağlar

 

Hizmet verdikleri coğrafi alın büyüklüğüne göre ağlar, ikiye ayrılır:

 

q       Yerel ağlar (LAN) : Küçük bir coğrafi alanda, çok değişik veri iletişim terminal donanımı arasında iki yönlü iletişimi sağlamak üzere tasarlanmış bir veri iletişim ağıdır.

q       Genel ağlar (WAN) : Çok büyük coğrafi alanlara hizmet veren ağ türüdür.

 

1.12.2. Yerel iletişim ağları

 

Yerel iletişim ağlarında (LAN):

 

?     Topoloji : En çok kullanılan topolojiler: Yıldız, halka, yol ve örgülü

?     İletim ortamı : Bütün LAN’larda iletim ortamı olarak şimdilik koaksiyel kablo kullanılmaktadır. Koaksiyel kabloların kullanıldığı LAN’larda toplam uzunluk, yaklaşık 1500 m ile sınırlıdır. Yakın zamanda fiber optik kablolar da kullanılacaktır.

?     İletim formatı : İki temel iletim formatı kullanılmaktadır: Temel bant ve geniş bant.

¨       Temel bant iletimde, iletim ortamı tek kanallı bir aygıt olarak kullanılır. Belli bir anda yalnızca bir istasyon iletim yapabilir ve bütün istasyonların aynı tür sinyalleri göndermesi ve alması gerekir. Temel bant formatı, sinyalleri iletim ortamına zaman bölmeli çoğullar.

¨       Geniş bant iletimde ise, iletim ortamı çok kanallı bir aygıt olarak kullanılır. Her kanal farklı bir frekans bandında bulunur. Dolayısıyla her kanalda farklı bir kodlama tekniği olabilir ve her kanal farklı bir bit iletim hızında çalışabilir. Geniş bant iletimi, sinyalleri iletim ortamına frekans bölmeli çoğullar.

?     Kanal erişimi : Bir istasyonun, yerel iletişim ağına erişebilmek için kullandığı mekanizmaya kanal erişimi denir. LAN’larda kanal erişimi için iki yöntem kullanılır: Çarpışma algılamalı çoklu erişim, taşıyıcı algılama (CSMA/CD) ve sembol geçirme.

¨       Çarpışma algılamalı çoklu erişim, taşıyıcı algılama (CSMA/CD) : Bir istasyon, hattın meşgul olup olmadığını belirlemek üzere hattı izler (dinler). Eğer hat boş ise istasyon, mesajını gönderir. Fakat hat meşgul ise istasyon, mesajı göndermeden önce kanalın boşalmasını bekler. Eğer iki istasyon aynı anda mesaj göndermeye başlarsa, bir çarpışma meydana gelir. Çarpışma oluştuğunda, iki istasyon da iletimi durdurur ve her biri iletime geçmeden önce rasgele bir süre bekler. CSMA/CD’de; istasyonlar, ağ için rekabet etmelidir. Çarpışmanın ortaya çıkmasını algılamak için her istasyonun veri gönderme ve alma özelliği bulunmalıdır. Ethernet , CSMA/CD ile temel bant iletimini kullanan tanınmış bir yerel iletişim ağıdır.

¨       Sembol geçirme : halka topolojisi olan gerek temel bant gerekse geniş bant ağı için ideal bir kanal erişim düzenlemesidir. Sembol geçirmede, elektriksel bir sembol (kod); halkada, bir istasyondan diğerine geçirilir. Yani her istasyon sırası gelince sembolü alır. İstasyonun mesajını gönderebilmesi için sembole sahip olması gerekir. Sembolü alan istasyon, onu hattan kaldırır ve kendi mesajını yerleştirir. Bir istasyon iletimini bitirdikten sonra; sembolü, sırası  gelen bir sonraki istasyona verir. Görüldüğü gibi; sembol geçirmede, her istasyonun iletişim ortamına erişimi eşittir. Cambridge halkası , sembol geçirmeli temel bant iletimi kullanan tanınmış bir yerel iletişim ağıdır.

 

Tablo-1.2 En sık kullanılan yerel iletişim ağ türleri

Adı	Geliştiren firma	Kullandığı kanal erişimi
Ethernet	Digital Equipment Corporation, Intel Corporation, Xerox Corporation	CSMA/CD’li temel bant (10 Mbps)
Wangnet	Wang Computer Corporation	CSMA/CD’li geniş bant
Laocalnet	Sytek Corporation	CSMA/CD’li geniş bant
Cambridge halkası	Cambridge University	Simge geçirmeli geniş bant (10 Mbps)
Domain	Apollo Computer Corporation	Simge geçirmeli geniş bant

 

1.12.3. Kamuya açık veri ağı

 

Kamuya açık veri ağı (PDN) , kamuya açık telefon ağına benzer bir anahtarlamalı veri iletişim ağıdır, fakat PDN yalnızca veri aktarımı için tasarımlanmıştır. Kamuya açık veri ağları ikiye ayrılır:

 

q     Katma değerli ağ (VAN) : yeni iletişim hizmet türleri sağlamak üzere ortak bir taşıyıcının hizmetlerine veya donanımına değer katar. Katma değere örnekler olarak; hata denetimi, artırılmış bağlantı güvenirliği, dinamik yönlendirme, arızaya karşı koruma, mantıksal çoğullama ve veri format dönüşümleri verilebilir. En yaygın kullanılan katma değerli ağlar; GTE Telnet, DATAPAC, TRANSPAC ve Tymnet Inc.’tir.

q     Paket anahtarlamalı ağ : Veri mesajları, küçük bilgi gruplarına bölünür ve bu gruplar bilgisayar denetimli anahtarlar kullanılmak suretiyle iletişim ağlarından varış yerlerine gönderilir. Kamuya açık veri ağlarında yaygın olarak kullanılan üç anahtarlama tekniği vardır:

¨       Devre anahtarlama : Kamuya açık telefon ağında, standart bir telefon araması gerçekleştirmek için kullanılır. Arama bağlantısı sağlanır, bilgi iletilir ve sonra da bağlantı kesilir. Aramayı sağlamak için gerekli süreye, kurma süresi denir. Bir kez arama sağlandıktan sonra ag anahtarlarıyla birbirine bağlanan devreler, arama süresince tek bir kullanıcıya ayrılır. Arama bağlantısı sağlandıktan sonra bilgi, gerçek zamanda iletilir. Arama sona erdiğinde devreler ve anahtarlar, bir başka kullanıcı için kullanılabilir duruma gelir. Sınırlı sayıda devre ve anahtarlama yolu mevcut olduğundan bloklama meydana gelebilir. Kaynak ile varış yeri arasında kullanılabilir devre veya anahtarlama yolu bulunmadığından bir aramanın gerçekleştirilememesi durumuna bloklama denir. Kaynaktaki ve varış yerindeki terminal donanımları, birbiriyle uyumlu olmalıdır.

Bir devre anahtarı , “saydam” bir anahtardır. Anahtar, veriye saydamdır; yaptığı  tek şey, kaynak ile hedef (varış yeri) terminal donanımlarını birbirine bağlamaktır. Bir devre anahtarı, devreye herhangi bir değer eklemez.

¨       Mesaj anahtarlama : Bir tür sakla ve gönder ağıdır. Kaynak ve varış yeri tanımlama kodları da dahil olmak üzere veri, ağa aktarılır ve bir anahtarda saklanır. Ağdaki her anahtarın, mesaj saklama kapasitesi mevcuttur. Ağ; uygun olduğu taktirde, veriyi anahtardan anahtara aktarır. Dolayısıyla veri, gerçek zamanda iletilmez. Her anahtarda bir gecikme gerçekleşebilir. Bazen bu gecikme 24 saati bulabilir. Mesaj anahtarlamada, veri kaynağı ile alış yerindeki donanımların uyumlu olması gerekmez. Çünkü veri ağa aktarıldıktan sonra, iletilmek için daha uygun bir formata dönüştürülür. Mesaj anahtarlama, devre anahtarlamadan daha verimlidir. Çünkü iş yoğunluluğunun yüksek olduğu zamanlarda ağa giren veri muhafaza edilip daha sonra yük azaldığında aktarılabilmektedir.

Mesaj anahtarı , bir “işlem” anahtarıdır. Çünkü veriyi saklayabilir, verinin formatını ve iletim hızını değiştirebilir. Mesaj anahtarlama, farklı kaynaklardan gelen veriyi ortak bir kabloya çoğullar.

¨       Paket anahtarlama : Veriler, ağda iletilmeden önce paketler adı verilen küçük segmentlere bölünür. Bir paket, bir anahtarda kısa bir süreliğine hafızada tutulabildiği için paket anahtarlamaya bazen tut ve ilet ağı da denir. Paket anahtarlamada; mesajın bölündüğü paketlerden her biri, ağda farklı bir yol izleyebilir. Dolayısıyla paketler, genellikle alma terminaline gönderildikleri zaman ve zaman içinde varmazlar. Paketler küçük olduğu için tutma süresi oldukça kısadır ve iletim neredeyse gerçek zamanda gerçekleşir. Ancak paket anahtarlama ağları karmaşık ve pahalı anahtarlama düzenlemeleri ve karmaşık protokoller gerektirir. Paket anahtarı da bir “işlem” anahtarıdır.

 

Tablo-1.3  Anahtarlama türlerinin karşılaştırılması

	Devre anahtarlama	Mesaj anahtarlama	Paket anahtarlama
İletim yolu	Özel iletim yolu var	Özel iletim yolu yok	Özel iletim yolu yok
İletilen veri	Sürekli veri iletimi	Mesajların iletimi	Paketlerin iletimi
İletim zamanı	Gerçek zamanlı iletim	Gecikmeli iletim	Yaklaşık gerçek zamanlı
Hafıza	Mesajlar saklanmaz	Mesajlar saklanır	Paketler, kısa bir süre tutulur
Format	Hız ve format dönüşümü yok	Hız ve format dönüşümü var	Hız ve format dönüşümü var
Bant genişliği	Sabit bant genişliği	Dinamik bant genişliği	Dinamik bant genişliği
Meşguliyet	Hedef meşgul ise meşgul sinyali var	Meşgul sinyali yok	Meşgul sinyali yok
Gecikme	Arama-kurma gecikmesi	Mesaj iletim gecikmesi	Paket iletim gecikmesi
Bloklama	Olabilir	Yok	Yok
Doğruluk	Mesajın kaybolmasından kullanıcı sorumludur	Kayıp mesajlardan ağ sorumludur	Ağ, her paketten sorumlu olabilir ama tüm mesajdan sorumlu değildir

 

 

1.13. ISO Protokolü Hiyerarşisi

 

ISO uluslararası protokol hiyerarşisi, ağ yükümlülüklerini yedi düzey veya katmana ayırmak suretiyle veri işlem donanımlarının birbiriyle iletişimini kolaylaştırmak için geliştirilmiştir. Yükümlülükleri katmanlara ayırmanın ardındaki temel kavram; her katmanın, daha alt katmanlar tarafından sağlanan hizmetlere değer katmasıdır. Bu yolla, en üst düzeye dağıtılmış veri uygulaması çalıştırmak için gerekli tüm hizmet grupları sunulur. Gerçekte yedi düzey de adreslendiğinde, iletilen mesajın %15’inden daha azı kaynak bilgidir.

ISO uluslararası protokol hiyerarşisi katmanları:

 

?     Katman-1 [Fiziksel katman] : Hiyerarşinin en alt düzeyidir ve veri iletişim ağına erişmek için gerekli fiziksel,   elektriksel, işlevsel standartları ve iletişim standartlarını belirler.

?     Katman-2 [Veri bağlantı katmanı] : Ağdaki birincil ve ikincil düğümler arasındaki iletişimden sorumludur. Veri bağlantısını etkinleştirme, koruma ve pasifleştirmede kullanılır. Veri bağlantı katmanı; bilgi zarfının son çerçevelemesini gerçekleştirir, düğümler arasındaki düzenli bilgi akışını kolaylaştırır ve hata bulma ile hata düzeltmeye imkan tanır.

Başlıklar

Şekil-1.9  ISO protokolü hiyerarşisi

?     Katman-3 [Ağ katmanı] : Ağ tarafından sağlanan en uygun ağ düzenlemesinin (numara çevirme, kiralama veya paket) hangisi olduğunu belirler.

?     Katman-4 [Taşıma katmanı] : Mesajın baştan sona ( buna mesaj yönlendirme, segmentlere ayırma ve hata düzeltme de dahidir) doğruluğunu kontrol eder.

?     Katman-5 [Oturum katmanı] : Ağın kullanılabilirliğinden  sorumludur (diyalog türünün simpleks, yarı dubleks veya tam dubleks). Oturum yükümlülüklerine; ağa girme, ağdan çıkma ve kullanıcının doğrulanması da dahildir.

?     Katman-6 [Sunum katmanı] : Söz dizimi veya temsil ile ilgilenir. İşlevleri; veri formatlama, kodlama, mesajların şifrelenmesi, şifrelerin çözülmesi, diyalog işlemleri, senkronizasyon, kesme ve sonlandırma vb. Sunum katmanı, kod ve karakter grubu çevirme işlemi gerçekleştirir ve mesajların ekranda görünme mekanizmasını belirtir.

?     Katman-7 [Uygulama katmanı] : Bir uygulama içindeki faaliyetlerin sırasını kontrol eder, ağın genel yöneticisine benzer. Uygulama katmanı, kullanıcının uygulama programı ile doğrudan iletişimde bulunur.

1.14. Modemler

Modem sözcüğü  modülatör/demodülatör kelimelerinin ilk hecelerinin birleştirilmesinden oluşturulmuştur. Modemler, sayısal sinyallerle analog hatların birlikte çalışmasını sağlarlar. Modülatör, bilgisayardan veya terminallerden sayısal girişler alır ve temel bant darbelerini iletim için analog ses frekansı sinyallerine dönüştürür. Hattın ucundaki diğer modemde de demodülatör, analog ses frekansı sinyallerini tekrar temel bant sinyallerine dönüştürür.